KIT VI điều KHIỂN sử DỤNG PIC

Đề tài đồ án làm mô hình kit vi điều khiển sử dụng pic có nhiều chức năngThực hành Vi Xử Lý nhằm giúp cho học sinhsinh viên có kiến thức, kỹ năng cơ bản về lập trình cho vi điều khiển, đồng thời hổ trợ cho việc “học đi đôi với hành”. Mỗi bài thực hành có nội dung và yêu cầu cụ thể gắn liền với nội dung đã học lý thuyết trên lớp, giúp cho học sinh sinh viên hiểu bài tốt hơn. Đồng thời mỗi bài thực hành là một kiến thức thực tế: Quảng cáo quang led, hiển thị led 7 đoạn, đo và điều khiển nhiệt độ, đồng hồ thời gian thực, điều khiển động cơ DC, động cơ bước…. Để học tốt môn học này, yêu cầu học viên chuẩn bị bài trước ở nhà (Đọc chương trình mẫu, mô phỏng trước bằng phần mềm hỗ trợ trên máy tính, phân tích các yêu cầu mở rộng để định hướng giải quyết vấn đề), khi đến phòng thực hành học sinhsinh viên chủ yếu dành thời gian cho việc nạp chương trình cho chạy thực tế trên kit thực hành và học cách giải quyết các yêu cầu khó. mời các bạn xem

Trang 1

KIT VĐK VÀ CHỨC NĂNG SỬ DỤNG

Trang 2

PHẦN 1 GIỚI THIỆU KIT THỰC HÀNH

VI XỬ LÝ EASYPIC_PRO

Trang 3

I Giới Thiệu Môn Học

Thực hành Vi Xử Lý nhằm giúp cho học sinh-sinh viên có kiến thức, kỹ năng

cơ bản về lập trình cho vi điều khiển, đồng thời hổ trợ cho việc “học đi đôi với hành” Mỗi bài thực hành có nội dung và yêu cầu cụ thể gắn liền với nội dung đã học lý thuyết trên lớp, giúp cho học sinhsinh viên hiểu bài tốt hơn

Đồng thời mỗi bài thực hành là một kiến thức thực tế: Quảng cáo quang led, hiển thị led 7 đoạn, đo và điều khiển nhiệt độ, đồng hồ thời gian thực, điều khiển động

cơ DC, động cơ bước…

Để học tốt môn học này, yêu cầu học viên chuẩn bị bài trước ở nhà (Đọc chương trình mẫu, mô phỏng trước bằng phần mềm hỗ trợ trên máy tính, phân tích các yêu cầu mở rộng để định hướng giải quyết vấn đề), khi đến phòng thực hành học sinh-sinh viên chủ yếu dành thời gian cho việc nạp chương trình cho chạy thực tế trên kit thực hành và học cách giải quyết các yêu cầu khó

II Giới Thiệu Phần Mềm

1 MPASM

Là phần mềm của hãng Microchip hổ trợ miễn phí, cho việc lập trình cấp thấp

với vi điều khiển Pic Hiện nay, trên thực tế có nhiều phần mềm hổ trợ cho việc lập

trình cho Pic như CCS, PICBasic, MikroBasic, Hi-Tech… song mỗi phần mềm đều có

ưu và nhươc riêng Tuy nhiên, làm việc với MPLAB giúp cho người học hiểu rỏ hơn

về Pic Để lập trình cho Pic với MPLAB người học phải: Nắm vững tập lệnh, hiểu rỏ các thanh ghi chức năng (TRISA,TRISB, OPTION_REG, INTCON, ADCON0, ADCON1, CCPR1L….) Đồng thời, hiểu rỏ cơ chế làm việc của các Modul bên trong Pic (ADC, PWM, Timer0, Timer1….) Làm việc với MPASM cũng như người thợ

mua từng viên gạch về để xây nhà

Trang 4

Tất cả 3 trình biên dịch này đuợc tích hợp lại vào trong một chương trình bao gồm cả trình soạn thảo và biên dịch là CCS CCS có nhiều phiên bản khác nhau, ở mức độ lập trình ứng dụng bình thường chúng ta có thể sử dụng bất kỳ phiên bản nào, tuy nhiên người học cũng nên cặp nhật các phiên bản mới để có những công cụ hỗ trợ mạnh hơn Giống như nhiều trình biên dịch C khác cho PIC, CCS giúp cho người sử dụng nắm bắt nhanh được vi điều khiển PIC và sử dụng PIC trong các dự án Các chương trình điều khiển sẽ được thực hiện nhanh chóng và đạt hiệu quả cao thông qua việc sử dụng ngôn ngữ lập trình cấp cao – Ngôn ngữ C

3 PROTEUS

Phần mềm PROTEUS được viết bởi công ty Labcenter Electronics Hiện nay đã phổ biến trên thế giới PROTEUS đã tự khẳng định thế mạnh của nó về tính mô phỏng các mạch nguyên lý sát với thực tế Nó cung cấp hầu hết các linh kiện điện tử để người sử dụng có thể tạo ra từ mạch đơn giản đến phức tạp và chạy thử với tính chính xác cao Chính vì thế PROTEUS được dùng nhiều trong công tác giảng dạy, phòng thí nghiệm…Đặc biêt, phòng thực hành VI XỬ LÝ

III Giới thiệu bộ KIT thực hành Vi Xử Lý

Hình 1.1

1 Giới thiệu tổng quan cấu hình của KIT:KIT sử dụng board mạch EASYPIC_PRO Gồm có 23 bộ phận như sau:

Trang 5

1) Power supply

23) Direct Port Access

2 Chức năng chi tiết các Module được sử dụng thường xuyên cho mục đích thực hành:

a Module CPU và mạch tạo xung chuẩn (MCU Socket and System Clock selection):

Trang 6

23) Power supply

23) Direct Port Access

3 Chức năng chi tiết các Module được sử dụng thường xuyên cho mục đích thực hành:

a Module CPU và mạch tạo xung chuẩn (MCU Socket and System Clock selection):

Trang 7

Hình 1.2 Modue CPU bao gồm các thành phần sau:

Trang 8

1 PIC10Fxx clock seletion: PIC10Fxx chỉ sử dụng dao động nội (Internal RC

oscillation)

Hình 1.3

b Module nguồn cung cấp (POWER SUPPLY MODULE):

Power module là nguồn cung cấp điện cho toàn bộ board phát triển EasyPIC_PRO Nó cung cấp đầu ra 5V DC cho tất cả các module trên board mạch

Module này bao gồm các thành phần sau:

USB trên Board

Sơ đồ nguyên lý của modul nguồn:

C3 104

C1 47uF/25V D3

R1 470

D6 LED

C4 47uF/16V

D4

DIODE

Hình 1.4

c Modul LCD (128x64LCD and 16x02 LCD):

Trang 9

Hình 1.5

Mô tả các module như sau:

bit dữ liệu

Jumper mà không dùng đến các DIP Switch Đề nghị không rút LCD ra khỏi socket khi đang có nguồn điện

cách SW14_4 ON

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 1.6

d Modul LED đơn PORTB và PORTC

Trang 10

Hình 1.7

OFF tất cả các coding switch khi không sử dụng để tránh ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các module khác

port khác (ví dụ PORTA, PORTD…) Tuy nhiên khi sử dụng điều này, hãy chắc chắn các coding switch đã được OFF

điện áp mức cao tại đầu ra ở chân tương ứng của PORT

Sơ đồ nguyên lý của module:

Hình 1.8

e Modul bàn phím ma trận 4x4 (Matrix Keyboard):

Trang 11

1 16 phím nhấn

Hình 1.9

Mô tả về module này như sau:

tương ứng phải được OFF để không ảnh hưởng đến module khác

chắc chắn rằng coding switch đã được OFF)

một jumper để đảm bảo sự ổn định của điện áp khi nhấn phím

Trang 12

f Push button switch module

Đây là module sử dụng các phím nhấn độc lập:

Hình 1.11 Module này bao gồm các thành phần sau:

của Module này như sau:

jumper JP4)

chân của MCU Khi không sử dụng, hãy chắc chắn coding switch được OFF để không ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của các module khác

(Khi đó coding switch phải ở trạng thái OFF)

bên trong chip được kích hoạt, jumper pull-up có thể không cần dùng đến Nhưng khi PORTA0~A3 được sử dụng, để ổn định mức điện áp, Bạn nhất thiết phải ON jumper này

Sơ đồ nguyên lý của modue:

Trang 13

Hình 1.12

g Modul thời gian thực DS1302 (Real time clock module )

Module này chủ yếu thử nghiệm giao tiếp với IC đồng hồ thời gian thực DS1302:

Hình 1.13 Module này bao gồm các thành phần chính như sau:

Header giao tiếp cho phép kết nối với các port của MCU được mô tả như sau:

Trang 14

2 Khi module này được sử dụng, hãy chắc chắn coding switch ON, khi không sử dụng hãy OFF để khỏi ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các module khác

phải hàn vào, và nó sẽ không ảnh hưởng đến star-up của thạch anh này

Hình 1.14

h Module giao tiếp tín hiệu Analog (A/D Converter Module):

Module này mục đích chính là việc chuyển đổi tín hiệu tương tự (analog) sang tín hiệu

số (Digital)

Hình 1.15 Module này bao gồm các thành phần chính sau:

Mô tả module này như sau:

Trang 15

2 khi chức năng A/D đươc sử dụng, hãy chắc chắn coding switch tương ứng được

ON, khi không sử dụng hãy OFF coding switch để không ảnh hưởng đến

module khác

AD khác của MCU (Khi đó coding switch phải ở trạng thái OFF)

Hình 1.16

i Module led 7 đoạn (7 Segment display Module):

Hình 1.17

Trang 16

2 Coding Switch cho bit điều khiển (bit control) và phần kiểm soát

(section control) 3 Mạch lái

3 Header giao tiếp

module này không sử dụng, đề nghị coding switch phải ở vi trí OFF để khỏi ảnh

hưởng đến hoạt động bình thường của các module khác

Trang 17

Module này bao gồm các thành phần chính như sau:

của SW14 chia sẻ với các module khác

nghị OFF nó để khỏi ảnh hưởng đến các module khác

khác của MCU (Lúc đó bit 2 của SW14 phải là OFF)

J1 CON1

RA1

U2 DS1820

TSOP1838 BUZZ RA4 UP

VCC

Hình 1.20

k Module còi báo( BUZZER Module )

Trang 18

Hình 1.21

Sơ đồ nguyên lý trình bày trên

Hình 1.22

l Module điều khiển động cơ bước( Stepper Motor Module):

Module này chủ yếu cho thấy hoạt động của động cơ bước (Step motor), thông qua phần này chúng ta nên tìm hiểu và bổ sung thêm các kiến thức có liên quan đến động

cơ bước

Module này bao gồm các thành phần chính như sau:

RA4

CN18 CON1

Q11 MMBT3904 R78

Trang 19

Hình 1.23

tương đương Thông tin về loại động cơ bước này có kèm theo trong đĩa CD

ngoài và OFF coding switch khi không sử dụng để tránh tác động đến các module khác

Trang 20

2 Port giao tiếp RS232 (9-pin serial Port)

Hình 1.25

thông qua coding switch

chắc chắn coding switch ở trạng thài ON, khi không sử dụng đề nghị coding switch phải là OFF để không ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của các module khác

các chân khác của MCU với Serial Port (sử dụng phần mềm để mô phỏng)

Hình 1.26

Trang 21

n Module port truy xuất trực tiếp ( Direct PORT Access):

Tất cả các pin I/O (input/output) của microcontroller có thể được truy nhập trực tiếp qua các đầu nối (Header) đặt bên mép phải của EasyPIC_PRO cho mỗi PORTA, PORTB, PORTC, PORTD và PORTE Để thuận lợi cho việc sử dụng, các PORT I/O trên EasyPIC_PRO được thiết kế theo 2 kiểu Header, kiểu header 10-pin (5x2) cung cấp VDD, GND và 8 pin port thuận lợi cho việc kết nối với bên ngoài bằng flat cable, kiểu 8x1 bao gồm 8 bit Port thích hợp cho việc tùy biến kết nối với các module trên

Hình 1.27

Trang 22

PHẦN 2 CÁC BÀI THỰC HÀNH

Trang 23

BÀI 1: HIỂN THỊ TRẠNG THÁI PORT

TRÊN LED ĐƠN

Họ và tên sinh viên:

• Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các Port của vi điều khiển

• Điều khiển việc hiển thị bằng cách sử dụng LED đơn

• Viết các chương trình con tạo thời gian trễ sử dụng trong các ứng dụng vi điều khiển

B Yêu Cầu

• Nắm vững các tập lệnh của vi điều khiển PIC16F877A

• Biết cách viết các chương trình điều khiển LED đơn ở các chế độ khác nhau

• Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của khối LED đơn trên mô hình thí nghiệm

• Biết cách viết các chương trình tạo thời gian trễ với các khoảng thời gian bất

kỳ

C Nội Dung Thực Hành

I Điều khiển 1 led đơn

1 Sơ đồ nguyên lý

Trang 24

RD7 RE2

RB3

VCC

D18 LED

RC3 RA4

C8 33pF

U1 PIC16F877A

2 3 4 5 6 7

33 34 35 36 37 38 39 40 15

16 17 18 23 24 25 26

19 20 21 22 27 28 29 30 13

14

32 11 31

12

1

8 9 10

RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+

RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS*/C2OUT

RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD RC0/T1OSO/T1CKI

RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT

RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 OSC1/CLKIN

OSC2/CLKOUT

VDD VDD VSS

VSS

MCLR*/VPP

RE0/RD*/AN5 RE1/WR*/AN6 RE2/CS*/AN7

RB7

RA1 RA2

Trang 25

Bước 2: Chạy mô phỏng chương trình trên phần mềm proteus (kết nối led đơn vào

Trang 26

Bước 1: Nhập nội dung chương trình trên vào máy biên dịch và kiểm tra lỗi

Bước 2: Chạy mô phỏng chương trình trên phần mềm proteus (kết nối led đơn vào

Trang 27

BÀI 2: HIỂN THỊ GIÁ TRỊ LÊN LED 7 ĐOẠN

• Nắm được nguyên lý điều khiển LED 7đoạn

• Biết cách viết các chương trình tạo thời gian trễ với các khoảng thời gian bất

kỳ

I Điều khiển 1 led 7 đoạn

Trang 28

A C E G DP VCC1 VCC2

RC1

DP

1 3 5 7

16 14 12 10 9 RB2

RA3

DP RC4

C RD3

RD0 RC0

D

C8 33pF

C2 33pF

A RB5

RA1

DIG5

RD6 RC7

RB3

RC2

U1 PIC16F877A

2 4 6

33 35 37 39

15 17 23 25

19 21 27 29

13

14

32 31

1

8 9 10

RB0/INT RB1 RB3/PGM RB4 RB6/PGC

RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT

RD0/PSP0 RD2/PSP2 RD4/PSP4 RD6/PSP6

OSC1/CLKIN

OSC2/CLKOUT

VDD VSS

MCLR*/VPP

RB6

VCC

Q5 MMBT3906

RE0

D B

R54 10K

A RD2

12 10 9 7

SW15 RESET

E RA5

Trang 29

Bước 2: Chạy mô phỏng chương trình trên phần mềm proteus

Bước 3: Nạp chương trình vào kit (chú ý gạt các DIP_SW đúng vị trí) theo dõi và

nhận xét

II Điều khiển dãy led 7 đoạn

1 Sơ đồ Nguyên lý

Trang 30

G RD1

U1 PIC16F877A

2 3 4 5 6 7

33 34 35 36 37 38 39 40 15

16 17 18 23 24 25 26

19 20 21 22 27 28 29 30 13

14

32 11 31

12

1

8 9 10

RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD RC0/T1OSO/T1CKI

OSC2/CLKOUT

VDD VDD VSS

VSS

MCLR*/VPP

RA5 RA4

3 8

A B C D E F G DP VCC1 VCC2 D

16 15 14 13 12 11 10 9

A RB2

F F

12 11 10 9 8 7

RA3

VCC

DP RD2

RA1

DIG4

C7 10uF

E

RA4

DIS2 7SEG_DIPS

7 6 4 2 1 9 10 5

3 8

A B C D E F G DP VCC1 VCC2 D

RA0

E

Hình 2.3

Trang 31

D RC1

RC3

7 4 1 10 5

A C E G DP VCC1 VCC2 RD6

DP A

R56 10K

RC2

7 4 1 10 5

E

R54 10K

RA4

DIG2 RA4

RD1

1 3 5 7

16 14 12 10

D

Q8 MMBT3906

3

RD5 RC4

C

RB4

G F

RA1

Q5 MMBT3906

3

DIG3 DIG2

7 4 1 10 5

DIG6

1 3 5

12 10 9 7

RD7 RD2

Q6 MMBT3906

RD3 RA0

G DP

C8 33pF

RB5

A RB2

E

RB1

B RB6

C2 33pF

D RD4

Y 1 8MHz

RA5

E RB7

DIG1 DIG3

RC6

RD0

DIG4 RA1

DIG4

U1 PIC16F877A

2 4 6

33 35 37 39

15 17 23 25

19 21 27 29

13

14

32 31

1

8 10

RA0/AN0 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+

RD0/PSP0 RD2/PSP2 RD4/PSP4 RD6/PSP6

OSC1/CLKIN

OSC2/CLKOUT

VDD VSS

MCLR*/VPP

DP RA5

Hình 2.4

Trang 32

nhận xét

5 Các yêu cầu mở rộng

• Viết chương trình Cho 4 Led 7 đoạn hiển thị 4 số cuối MSSV

• Viết chương trình cho số 30 đếm ngược về 0, thời gian đếm là 1s/1đv

Trang 33

BÀI 3: GIAO TIẾP LCD

• Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của LCD trên mô hình thí nghiệm

• Biết cách khởi tạo LCD

RA1

RE0

RD3 RC0

VCC

RC7 C2 33pF

RD2

RD1 RB6

RD7

C8 33pF

Y 1 8MHz

33 34 36 38 40 15

17 18 24 26

19 21 22 28 30 13

14

11 12

1

8 10

RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD3/PSP3 RD5/PSP5 RD6/PSP6

OSC1/CLKIN

OSC2/CLKOUT

MCLR*/VPP

VCC

SW15 RESET

RB3

Trang 34

e=1; // tao xung kich

rs = 0;// Bus noi voi thanh ghi IR

rw =0;// Che do ghi du lieu

e=0;// tao xung kich

Delay_ms(3); // tao tre

Trang 35

#bit rw=porta.2

#bit e=porta.3

void khoi_tao_LCD()

{

rs = 0;// Bus noi voi thanh ghi IR

rw =0;// Che do ghi du lieu

e=1; // tao xung kich

e=0;// tao xung kich

Delay_ms(5); // tao tre

Trang 36

}

4 Các bước thực hiện

Trang 37

BÀI 4: CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ (A/D)

• Biết viết chương trình đọc Analog

• Biết xử lý quét led

I Chuyển đổi A/D hiển thị trên Led đơn

Trang 38

D18 LED

U1 PIC16F877A

2 3 5 7

33 35 37 38 40 15

16 18 23 25 26

19 20 22 27 29 30 13

14

32 11 31

12

1

8 9 10

RD0/PSP0 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD5/PSP5 RD7/PSP7 OSC1/CLKIN

OSC2/CLKOUT

VDD VSS

MCLR*/VPP

D21 LED RB4

CN12 CN2Pin

RE0 RE2 RD7

Trang 39

nhận xét

II Chuyển đổi A/D hiển thị trên LCD

Trang 40

RB7

RD6 RD4

C8 33pF

RB2 VCC

RD0

Y 1 8MHz

RA4

RD2 RD1

10k

RA1 U1 PIC16F877A

2 3 4 5 7

33 34 35 36 38 39 40 15

16 17 18 23 24 25 26

19 20 21 22 27 28 29 30 13

14

32 11 31

12

1

8 9 10

RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB6/PGC RB7/PGD RC0/T1OSO/T1CKI

OSC2/CLKOUT

VDD VDD VSS

VSS

MCLR*/VPP

RE0

RB5

RC7

RC1 RC2

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	2,2 MB